Разработка технологии изготовления валов
VII. Экономическое сравнение двух вариантов обработки одной поверхности по приведенным затратам
А) I вариант - фрезерование концевой фрезой.
Режимы резания
Диаметр фрезы D = 8 мм, равен ширине паза (см. чертеж детали).
Число зубьев фрезы Z = 5.
Глубина резания t = 3 мм (см. чертеж детали).
Подача на зуб фрезы Sz = 0,02 мм/зуб
Скорость резания = 28 м/мин
Число оборотов двигателя в минуту об/мин. Принимаем по станку 1000 об/мин.
Минутная подача фрезы Sм = мм/мин
Длина рабочего хода фрезы (lпаза + lвп) складывается из рабочей длины паза, равной 30 мм (см. чертеж детали) и закругления радиусом 5 мм.
Основное время мин.
Нормы времени.
При установке детали в самоцентрирующих тисках (для обеспечения точности глубины паза) вспомогательное время на установку и снятие детали tву = 0,15 мин.
Время вспомогательное на проход tвп = 0,14 мин. Это время затрачивается на подведения детали к фрезе, включение подачи, отведение детали от фрезы.
В данном случае приемов, связанных с переходом и не вошедших в комплекс tвп нет. Если на детали имеется две шпоночные канавки, расположенные на противоположных сторонах вала, то к tвп нужно добавить время по поз. 17 стр. 109.
Оперативное время Топ = То + tв = 0,35 + 0,15 + 0,14 = 0,64 мин.
Время на обслуживание рабочего места аобс = 3% от Топ(стр.110).
Время на отдых и личные надобности аолн = 5% от Топ
Штучное время:
мин.
Компоненты подготовительно-заключительного времени на партию деталей:
А = 10 мин - на наладку станка, инструмента и приспособлений.
Б = 0 на дополнительные приемы, которые в данном случае не нужны.
В = 7 мин - на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки партии деталей.
Подготовительно-заключительное время на партию деталей
Тпз = А + Б + В = 10 + 0 + 7 = 17 мин.
Штучно-калькуляционное время
Тшк = Тшт + = 0,83 мин.
Б) II вариант - фрезерование дисковой фрезой.
Режимы резания
Предел прочности можно определить по справочнику или приближенно в 0,36НВ = 0,36230 = 83 кг/мм2.
При средней жесткости станка и его мощности от 5 до 10 кВт Sz = 0,08 мм - подача на зуб фрезы.
В = 10 мм, t = 3 мм
Выбираем фрезу диаметром Dф = 110 мм, имеющая число зубьев Z = 8.
Определяем режимы резания при Sz до 0,08 мм.
Скорость резания V = 417 м/мин.
Скорость вращения фрезы 1205 об/мин.
Подача минутная Sм = 710 мм/мин.
Величина врезания и перебега (стр. 377) lвп = 22 мм.
Основное время мин.
Нормы времени.
При установке детали в самоцентрирующих тисках (для обеспечения точности глубины паза) вспомогательное время на установку и снятие детали tву = 0,15 мин.
Время вспомогательное на проход tвп = 0,14 мин. Это время затрачивается на подведения детали к фрезе, включение подачи, отведение детали от фрезы.
В данном случае приемов, связанных с переходом и не вошедших в комплекс tвп нет. Если на детали имеется две шпоночные канавки, расположенные на противоположных сторонах вала, то к tвп нужно добавить время по поз. 17 стр. 109.
Оперативное время Топ = То + tв = 0,07 + 0,15 + 0,14 = 0,36 мин.
Время на обслуживание рабочего места аобс = 3% от Топ
Время на отдых и личные надобности аолн = 5% от Топ
Штучное время:
мин.
Компоненты подготовительно-заключительного времени на партию деталей:
А = 10 мин - на наладку станка, инструмента и приспособлений.
Б = 0 на дополнительные приемы, которые в данном случае не нужны.
В = 7 мин - на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки партии деталей.
Подготовительно-заключительное время на партию деталей
Тпз = А + Б + В = 10 + 0 + 7 = 17 мин.
Штучно-калькуляционное время
Тшк = Тшт + = 0,49 мин.
В) Определение приведенных затрат по вариантам.
Обработка шпоночной канавки вала производится на вертикально-фрезерном консольном станке (041611) с размерами рабочей поверхности 100Х400 модели 6102 или на горизонтально-фрезерном консольном станке (041621) с размерами рабочей поверхности 160Х630 модели 6Н804Г.
а) Расчет потребности оборудования Qp по вариантам техпроцесса: - расчетное число станков.
Часовая производительность шт/ч
Фд = 4015 ч/год - действительный фонд времени при двухсменной работе
Кв = 1,1 - коэффициент, учитывающий выполнение норм
Кр - коэффициент, учитывающий затраты времени на ремонт оборудования
Кр = 1 - 0,01 ГР, где ГР - группа рементной сложности оборудования
ГР = ГРм + 0,25ГРэ, ГРм - механической части, ГРэ - электрической [5, табл.8.1]
Кз - коэффициент загрузки каждого типа станка
Кз = Qp/Qп, где Qп - принятое целое значение числа станков, ближайшее большее к расчетному Qp.
1) При обработка шпоночной канавки вала на вертикально-фрезерном консольном станке (041611) с размерами рабочей поверхности 100Х400 модели 6102
ГР = ГРм + 0,25ГРэ = 6,5 + 0,25•3 = 7,25
Кр = 1 - 0,01 ГР = 1 - 0,01•7,25 = 0,9275
Кз = Qp/Qп = 0,03/1 = 0,03
2) При обработка шпоночной канавки вала на горизонтально-фрезерном консольном станке (041621) с размерами рабочей поверхности 160Х630 модели 6Н804Г.
ГР = ГРм + 0,25ГРэ = 7 + 0,25•3 = 7,75
Кр = 1 - 0,01 ГР = 1 - 0,01•7,75 = 0,9225
Кз = Qp/Qп = 0,02/1 = 0,02
б) Расчет себестоимости вариантов технологических операций
1) При обработка шпоночной канавки вала на вертикально-фрезерном консольном станке (041611) с размерами рабочей поверхности 100Х400 модели 6102
Цеховая себестоимость изготовления одной детали:
, руб/дет, где
Сцч - цеховая себестоимость часа работы станка, коп/ч.
Цеховая себестоимость изготовления всех N = 9000 деталей за год:
Сц = N = 0,069000 = 540 , руб.
2) При обработка шпоночной канавки вала на горизонтально-фрезерном консольном станке (041621) с размерами рабочей поверхности 160Х630 модели 6Н804Г.
Цеховая себестоимость изготовления одной детали:
, руб/дет, где
Сцч - цеховая себестоимость часа работы станка, коп/ч.
Цеховая себестоимость изготовления всех N = 9000 деталей за год:
Сц = N = 0,049000 = 360 , руб.
в) Расчет капитальных вложений
Капитальные вложения в технологическое оборудование:
Кот = Цот Qn Mо, руб,
где Цот - балансовая стоимость оборудования, руб.
Мо - коэффициент занятости технологического оборудования.
,
где Траб - годовой объем работ по данной детали
, ч
Тро - общее время работы оборудования за год. Тро = Фд Кр, ч
Капитальные вложения в здания:
Кзд = S Ks Qn Ms h Ц, руб.
где S - площадь оборудования в плане, м2
S = L B, L - длина, В - ширина;
Кs - коэффициент дополнительной площади: ;
Мs - коэффициент занятости площади, принимаемый равным Мo;
h - высота здания в метрах (для деталей малой менее 30 кг - 5 м, более 50 кг - 10 м);
Ц - цена 1 м3 здания (10 руб/м3).
Полные капитальные вложения складываются из вложений в технологическое оборудование в здание и в технологическую оснастку К = Кот + Кзл + Кос.
Если приспособление и инструмент в обоих вариантах одинаковы, то капитальные вложения в оснастку не учитываются.
Тогда суммарная величина капиталовложений
K = Кот + Кзд
1) При обработка шпоночной канавки вала на вертикально-фрезерном консольном станке (041611) с размерами рабочей поверхности 100Х400 модели 6102
Кот = Цот Qn Mо = 117010,033 = 38,61 руб
Тро = Фд Кр = 40150,9275 = 3724
S = L B = 0,940,80 = 0,75
;
Кзд = S Ks Qn Ms h Ц = 0,7514,310,033510 = 17,7 руб
K = Кот + Кзд = 38,61 + 17,7 = 56,3 руб
2) При обработке шпоночной канавки вала на горизонтально-фрезерном консольном станке (041621) с размерами рабочей поверхности 160Х630 модели 6Н804Г.
Кот = Цот Qn Mо = 221010,02 = 44,2 руб
Тро = Фд Кр = 40150,9225 = 3704
S = L B = 1,171,16 = 1,36
;
Кзд = S Ks Qn Ms h Ц = 1,368,3510,02510 = 11,36 руб
K = Кот + Кзд = 44,2 + 11,36 = 55,56 руб
г) Расчет приведенных затрат.
Сп = Сц + К
руб, где = 0,15 - норма эффективности дополнительных капитальных вложений.
1) При обработке шпоночной канавки вала на вертикально-фрезерном консольном станке (041611) с размерами рабочей поверхности 100Х400 модели 6102.
Сп1 = Сц + К = 540 + 0,1556,3 =548,45
2) При обработке шпоночной канавки вала на горизонтально-фрезерном консольном станке (041621) с размерами рабочей поверхности 160Х630 модели 6Н804Г.
Сп2 = Сц + К = 360 + 0,1555,56 =368,33
д) Экономия по приведенным затратам:
Сп = Сп1 - Сп2 = 548,45 - 368,33 = 180,12
При выборе оборудования для выполнения определенной технологической операции должны выполняться два принципа:
· технический - изготовленная деталь должная отвечать требованиям по точности выполняемых размеров и шероховатости поверхностей, указанным в операционном эскизе;
· экономический - затраты на изготовление детали на данной операции должны быть минимальны.
Предварительный выбор модели металлорежущего станка производится в следующей последовательности:
ь Группа станка определяется по методам обработки поверхностей на операции, выбранным ранее из маршрута обработки поверхности на основании формы, точности и шероховатости поверхности.
Если деталь имеет форму тела вращения, то точение поверхностей детали будет производиться на станках токарной (первой) группы. Фрезерование шпоночного паза - на фрезерном станке (группа 6). Зубофрезерная операция - на зубофрезерном станке (группа 5). Шлифовальные операции - на круглошлифовальных станках (группа 3).
ь Тип станка определяется с учетом типа производства, соотношением размеров детали, вида и расположения обрабатываемых поверхностей, и далее уточняется на основе экономического расчета.
ь Размер станка (3я или 3я и 4я цифры модели) выбирают на основании габаритных размеров заготовки (длины, диаметра, ширины, высоты) и размеров обрабатываемой поверхности (модуля зубчатого венца и пр.)
ь Модель станка должна быть выбрана с учетом необходимой точности обработки для выполнения технического принципа. Точность станка оговаривается буквой в конце цифровой части модели: Н - нормальная, П - повышенная, В - высокая, С - особо высокая, А - особая. Для черновой, получистовой и однократной обработки можно применять станки нормальной точности, для чистовой обработки для достижения точности до IT7 - повышенной и высокой точности.
ь Выбранный станок должен обладать необходимой мощностью, развивать необходимый крутящий момент, усилие подачи
ь Себестоимость 1 часа работа станка должна быть минимальной из возможных вариантов моделей станков.
Экономичнее использовать горизонтально-фрезерный консольный станок (041621) с размерами рабочей поверхности 160Х630 модели 6Н804Г., т.к. приведенные затраты меньше.